Почему при свете одной лампы лица принимают болезненный вид, а когда мы ее заменяем на другую, меняются просто волшебным образом? Все дело в индексе цветопередачи светильника.
Индекс цветопередачи – мера соответствия зрительных восприятий цветного объекта, освещенного исследуемым и стандартным источниками света при определенных условиях наблюдения.
Представьте, что две лампы имеют одинаковую мощность и цветовую температуру - 3000К. Каждая из ламп светит мягким белым светом. По логике, нам кажется, что предметы в их свете должны выглядеть одинаково. Но это далеко не так. В чем же подвох? Все дело в параметре, который называется цветопередача. Или как его называют в каталогах светильников «общий индекс CRI». Единица размерности - Ra. Чем выше индекс цветопередачи лампы, тем лучше человек различает в ее свете цвета и оттенки окружающих его предметов. Этот параметр отвечает за качество света и лежит в пределах от 0 до 100 Ra. Международная комиссия по освещению (МКО) разработала тест: 8 стандартных цветных образцов освещают испытуемым источником света, а затем сравнивают полученные результаты с теми, которые получили при освещенности эталонным источником света (100 Ra). Данная методика получила название CIE.
Требования к CRI оговариваются в СНиП 23-05-95. Так, индекс цветопередачи должен составлять:
- Ra 90…100 - магазины тканей, лаборатории, художественные студии.
- Ra 70…90 - большинство офисов и жилых помещений.
- Ra 50 - складские и производственные помещения.
Каждый тип ламп способен выдавать лишь определенный CRI. Для сравнения:
- Индекс цветопередачи: лампа накаливания 60…90 Ra
- Индекс цветопередачи: галогенная лампа 80…100 Ra
- Индекс цветопередачи: люминесцентные лампы 70…80 Ra
- Индекс цветопередачи: светодиодные лампы 0…100 Ra.
CRI светодиодных ламп
До недавнего времени не было светодиодов, которые давали бы белый свет. Этот факт существенно ограничивал их область применения. Но сейчас все изменилось. Теперь получать белый цвет от светодиодов можно двумя способами.
- В одном корпусе объединяют три светодиода: красный, зеленый, синий. Смешиваясь, эти три цвета дают белый. Такие светильники получили название RGB. Увы, но световой поток RGB оказался неравномерным -пастельные оттенки передаются неестественно. Этот фактор стал причиной низкого индекса цветопередачи - около 20-30 Ra.
- Синий (ультрафиолетовый) свет проходит через желтый люминофор. Комбинация фотонов синего и желтого цвета дает белый цвет. Чем качественней люминофор, тем дороже лампа и тем выше CRI, который достигает 95 Ra. Это утверждение можно отнести и к цветопередаче
Для LED-светильников принято упрощенное обозначение:
- 1А – отличная цветопередача (CRI выше 90 Ra).
- 1В - очень хорошая (CRI выше 80-89 Ra).
- 2А - хорошая (CRI выше 70-79 Ra).
- 2В - средняя (CRI выше 60-69 Ra).
- 3 - достаточная (CRI выше 40-59 Ra).
- 4 - плохая (CRI ниже 39 Ra).
Эту маркировку вы сможете найти на упаковке светодиодного светильника.
Перспективы развития белых светодиодов
Индекс цветопередачи долгое время использовался для сравнения различных типов ламп, но лет 8 назад МКО пришло к выводу, что качество освещения нельзя оценивать только исходя из RCI. Исследования показали, что свет некоторых RGB и люминофорных светодиодов при 20 Ra казался испытуемым более привлекательным, чем источники света с RCI=50…60 Ra.
Ученые разработали новую шкалу - CQS. В этой шкале 8 цветовых образцов меняется на 15, учитываются предпочтения наблюдателя, его цветоощущение.
По какому пути пойдут производители, чтобы усовершенствовать современные LED-технологии и улучшить качество освещения? Не вызывает сомнений, что это будет поиск новых составов люминофоров. Известно, что дешевый широкополосный люминофор (галофосфат кальция и магния) дает свет с параметром CRI не выше 70 Ra. Применение же светодиодов с дорогим трех – и пятиполосным люминофором сразу увеличивает его до 85…95 Ra. Главный недостаток люминофорных светодиодов - низкая, по сравнению с RGB, светоотдача.
Нанотехнологии тоже внесли свою лепту в создание высокоэффективных белых светодиодов. Использование квантовых коллоидных точек в качестве люминофорного покрытия позволило увеличить CRI до 90 Ra.
Все исследования в этой области направлены на то, чтобы одновременно с увеличением светоотдачи и качества света, снизить стоимость светодиодного светильника. Только их относительно высокая цена мешает полностью занять рынок, ведь преимущества люминесцентных ламп с каждым годом становятся все сомнительней.
Индекс (или коэффициент) цветопередачи (обозначения: CRI — color rendering index; R a) показывает, насколько точно или достоверно источник света передает цвета освещаемых объектов по сравнению с солнечным светом или . Чем выше этот показатель, тем более естественными или натуральными выглядят цвета окружающих нас предметов. Конечно, это справедливо только для людей без серьезных дефектов зрения и нарушения восприятия цветов. Им можно эту статью не читать.
Определение индекса цветопередачи
Индекс цветопередачи — это относительная величина, которая может принимать значения от 0 до 100 и характеризующая степень соответствия цвета тела его естественному цвету при освещении его определенным источником света. По методике CIE (1995), разработанной Международной комиссией по освещению, CRI рассчитывается из разницы в цветности, возникающей при сравнительном освещении восьми стандартных цветов тестируемым образцом и эталонным источником света, имеющим ту же . Чем меньше средняя разница, тем выше значение CRI.
Значение индекса цветопередачи
Комфортное для человека (и его глаз) значение CRI лежит в пределах от 80 до 100. Более низкие значения говорят о том, что некоторые цвета могут выглядеть как-то не очень натурально. Так, главный для всех землян и марсиан естественный источник света - Солнце - имеет наилучшую цветопередачу с R a =100.
Индекс цветопередачи может быть таким разным!
Индекс цветопередачи ламп накаливания
Свет ламп накаливания недалеко ушел от солнечного. Их индекс цветопередачи является самым высоким среди всех искусственных источников света и близок к 100, что позволяет получать идеальную передачу цветов. Свечи из IKEA и горящий матрас помогут вам добиться не менее впечатляющего результата, но мы не рекомендуем проделывать это у себя дома. Разве что в гостях.
Индекс цветопередачи галогенных ламп
Ничуть не хуже обычных ламп накаливания в плане цветопередачи, так что можете смело их использовать, если, конечно, у вас получится их правильно подключить.
Индекс цветопередачи люминесцентных ламп
Большинство современных люминесцентных ламп от известных производителей имеют достаточно высокие показатели CRI: от 80 до 90. Но в любом случае стоит обратить внимание на характеристики на упаковке — вас могут ждать неприятные сюрпризы (R a < 75) от очень уж бюджетных моделей.
Индекс цветопередачи светодиодных ламп
Хотя индекс цветопередачи лучших образцов светодиодных ламп может достигать значений 80 и выше, как и у хороших люминесцентных ламп, нужно учитывать, что на рынке все еще довольно много ламп с плохой цветопередачей, не считая других недостатков, связанных с особенностями применения светодиодов.
Индекс цветопередачи газоразрядных ламп высокого давления
Все очень плохо. Ртутные и натриевые лампы имеют самый низкий CRI, не дотягивающий до 40. Правда, отдельно стоит выделить металлогалогенные лампы, которые также относятся к газоразрядным лампам высокого давления, но примененные в них технологии позволили добиться индекса цветопередачи 90 и выше.
Индекс цветопередачи (CRI, или коэффициент цветопередачи) – параметр, который характеризует соответствие естественного цвета тела кажущемуся при освещении.
Дело в том, что освещение предметов разными лампами позволяет увидеть, что возможны разные варианты результата. В некоторых случаях цвета выглядят более естественно и точно, в других случаях они выглядят далеко не так, как при дневном освещении. Выходит, что две лампы различных типов могут иметь одну цветовую температуру, однако передавать цвета по-разному. Спектр свечения светильников неравномерен, цветопередача зависит от их энергии в определенном участке спектра.
Характеристика цветопередачи светильника описывает, насколько натурально видятся окружающие предметы в свете лампы. А в качестве количественной меры применяется индекс цветопередачи. Это величина от 0 до 100, характеризующая уровень соответствия цвета, полученного от тестируемого светильника, к естественному цвету тела. Результат 100 – полное совпадение – будто при солнечном свете, – то есть цвет передаются максимально верно.
Термин появился в 60-70-х годах прошлого века. Изначально CRI был разработан с целью сравнения источников светового излучения непрерывного спектра, чей коэффициент CRI был выше 90, так как ниже 90 могут быть два источника с одним и тем же CRI, но с сильно отличающейся передачей цвета.
Измерение коэффициента цветопередачи
Чем меньше отклонение кажущегося цвета от естественного (лампы с высокой цветопередачей), тем лучше характеристика CRI источника.
Источник света с показателем R a = 100 излучает свет, который оптимально отображает все оттенки. При более низких значениях оттенки передаются хуже:
| Характеристика | Степень | Коэффициент CRI |
| Низкая | 4 | < 39 |
| Достаточная | 3 | 40-59 |
| Хорошая | 2В | 60-69 |
| Хорошая | 2А | 70-79 |
| Очень хорошая | 1В | 80-89 |
| Очень хорошая | 1А | > 90 |
Существует система, которая математически сравнивает изменение расположения излучения в спектральной шкале в сравнении с цветами, освещаемыми эталонным источником светового излучения. Затем средние различия вычитаются из 100 и получается индекс CRI.
Таблица основных оттенков, точность передачи которых определятся индексом CRI:
Для человеческого глаза комфортное значение CRI – от 80 до 100 R a Здесь индекс цветопередачи светодиодных лампоптимален.
По определению, если нет разницы, как выглядят цвета освещенных предметов, источнику излучения присваивается CRI, равный 100. Таким образом, малые различия в цветопередаче приближают значение CRI к 100, тогда как более существенные различия приведут к меньшей величине коэффициента. При сравнении цветовых температур диапазон 2000 – 5000 К, эталонным источником светового излучения считается «излучатель черного тела», с цветовыми температурами более высокого диапазона – дневной свет.
Светодиоды и индекс цветопередачи
Проводятся исследования, согласно которым обнаруживается, что белый свет, получаемый в результате смешения красных, синих и зеленых светодиодов, предпочтительнее, чем световое излучение, которое создается лампами накаливания и галогенными светильниками, даже если у ламп накаливания более высокие показатели CRI. На самом деле технический отчет под названием «Цветопередача белых светодиодных источников света» сообщает, что разработанный комиссией коэффициент CRI обычно неприменим для проведения прогнозов параметров цветопередачи источников света, если среди них есть светодиоды белого излучения.
Это проистекает из рассмотрения множества анализов, в которых изучались и сине-красно-зеленые (RGB) светодиодные кластеры, и белые светодиоды, покрытые фосфором. Обозреватели оценили внешний вид сцен, освещенных при использовании светильников с разными индексами цветопередачи, и выяснили, что не существует точной взаимозависимости между подсчитанными показателями CRI и классификациями. Во многих случаях светодиоды RGB имели индексы цветопередачи, приблизительно в районе 20, однако при этом хорошо зарекомендовали себя при передаче цветов. Возможное объяснение данному факту заключается в том, что, как правило, они имеют склонность без смещения цветопередачи оттенков повышать насыщенность восприятия большинства цветов.
Департамент энергетики США дает следующие рекомендации: проводятся долгосрочные разработки и исследования в области создания обновленной системы для точной оценки качества светового излучения, которая могла бы быть применена к любому источнику излучения. Пока же индекс цветопередачи светодиодных ламп можно считать одним из параметров при оценке их самих и систем, основанных на них. Он не должен применяться для выбора конкретного изделия светотехники без тестирования изделия и предварительных персональных оценок на предполагаемом месте использования.
- Определите визуальные задачи, которые, как ожидается, будут выполняться данным источником света при освещении. Если верность цветовоспроизведения имеет критическое значение (например, в пространстве, где ткани или цвета сравниваются и при электрическом, и при дневном освещении), показатели индекса цветопередачи имеющейся метрической системы могут быть полезны и пригодны для применения при оценке светодиодных изделий.
- Если более важен внешний вид цвета, а не верность цветовоспроизведения, не стоит исключать белые светодиоды лишь по причине их сравнительно низких показателей CRI. Некоторые изделия с CRI даже столь низкими, как 26, все же могут излучать приятный визуально белый свет.
- Коэффициент CRI можно сравнивать, если источники света имеют равную цветовую температуру. Данный тезис применим ко всем источникам света, а не только к светодиодам. Различия в величинах CRI меньше пяти единиц не существенны. Это значит, что источники света, имеющие индексы цветопередачи, например в 82 и 85, практически одинаковы.
- В случаях, когда внешний вид цветов или верность цветовоспроизведения являются важными факторами, следует лично оценивать светодиодные системы, и если это возможно, то на предполагаемом месте эксплуатации.
Необходимо отметить, что современные методы компьютерной обработки данных и анализа спектра позволяют полностью автоматизировать измерение индекса цветопередачи, исключив из него использование пластин заданного цвета. Определяется зависимость спектральной плотности светового излучения от длины волны. И по результатам данного исследования с помощью специального алгоритма происходит прямое вычисление CRI.
Индекс (иначе коэффициент) цветопередачи отвечает за соответствие реальных цветов предметов тому, как они передаются при освещении установленным источником света. Под реальным цветом предмета принимается его цвет при использовании особого источника, признанного эталонным.Высокое значение индекса цветопередачи положительно сказывается на отображении цветов в освещаемой зоне.
Однако каждый тип ламп обладает своим индексом, что определяет достоинства и недостатки каждого из них.
В связи с тем, что при одной и той же цветовой температуре две лампочки различного типа могут передавать цвета окружающей обстановки совершенно по-разному, необходимо было введение в обиход еще одного параметра, который поможет при их выборе.
Таким образом, был введен параметр CRI – индекс цветопередачи.
Определение индекса цветопередачи
Методика определения индекса цветопередачи ra, зародившаяся на стыке 60-х и 70-х годов прошлого века, включает в себя вычисление сдвига нескольких стандартных цветов от идеальных значений. Для этого тестируемый источник света направляется на 8 (из 14) эталонных цветов, после чего вычисляются численные значения отклонений каждого из них. Основными эталонными цветами, применяемыми для вычисления индекса цветовой передачи, являются:
- грязно-розовый,
- светло-коричневый,
- оливковый,
- светло-зеленый,
- бирюзовый,
- пастельный голубой,
- светло-фиолетовый,
- пурпурный.
Данная методика получила название CIE и была разработана International Commission On Illumination.
Значение коэффициента цветопередачи
Чем меньше отклонение реальных цветов от идеала, тем больше величина индекса цветопередачи cri, а, соответственно, и лучше характеристики имеющегося источника света. Оптимальное отображение всех цветов имеется у солнечного света, CRI которого принят за величину 100. С увеличением отклонения от идеала данная величина становится все меньше, то есть цвета освещаемых объектов и предметов передаются все хуже.
Лампы накаливания
Так, например, люминесцентные лампы, оснащенные тремя компонентами люминофора, имеют уже более низкую степень цветопередачи (1B), а их индекс колеблется в пределах 80-89.
Значение индекса цветопередачи люминесцентных ламп падает при упрощении конструкции лампы. Для моделей ЛБЦ и ЛДЦ он уже составляет 70-79, а для ЛД и ЛБ – 60-69. Однако, несмотря на невысокие значения, их цветопередача все же считается хорошей. При обязательно обращается внимание на индекс цветопередачи.
Галогенные лампы
Галогенные лампы также как и лампы накаливания, обладают очень хорошей цветопередачей с индексом более 90, что характеризует их как оптимальные лампы с точки зрения качества освещения и отображения цветов. Единственная сложность, что для подключения требуется специальный .
Галогенная лампа 26 Вт
Светодиодные лампы
Индекс цветопередачи светодиодных ламп зависит от производителя. Он может колебаться в пределах 60-89. Класс цветопередачи, который указывает на то или иное значение коэффициента, обычно упоминается производителем на упаковке светодиодов (1B, 2A, 2B). Индекс цветопередачи светодиодов считается довольно хорошим. Подробнее об их характеристиках .
Светодиодная лампа 9Вт
Светодиодная лампа 3Вт
Лампы ДРЛ (ртутные) и НЛВД
Третья степень цветопередачи с индексом 40-59 характерна для ламп ДРЛ и НЛВД.
Нельзя сказать, что они сильно искажают цвета, так как их цветопередачу принято считать достаточной.
Лампы ДНат
Самый низкий показатель отображения цветов у натриевых ламп. Низкая цветопередача, для которой характерны индексы менее 39, является одним из основных недостатков ламп ДНат. Их степень цветопередачи – 4.
Вывод
Рассматривая оптимальность применения того или иного типа ламп для освещения помещений с точки зрения качества передачи цветов, можно легко определить, что на первое место выходят привычные лампы накаливания, высокотехнологичные модели люминесцентных ламп и их галогеновые аналоги. Светодиоды, постепенно наверстывающие данное упущение, совсем немного уступают в борьбе за совершенство цветопередачи. В отличие от них натриевые и ртутные лампы показывают низкие показатели своей эффективности.
Вконтакте
Один из важных параметров осветительных приборов - индекс цветопередачи . Это своеобразный индикатором, который указывает, насколько точно будет передаваться натуральный цвет различных объектов при освещении их выбранным осветительным прибором. Наиболее точно цветовая гамма любых объектов воспринимается человеческим глазом при дневном освещении. Следовательно, хорошая лампа должна генерировать свет, который по своим параметрам приближен к дневному.
Насколько важен индекс цветопередачи источников света?
Владельцы ресторанов, баров, торговых залов и выставочных центров не зря обращаются к профессионалам при проектировании систем освещения, так как именно свет может свести на нет все старания маркетологов, продавцов, дизайнеров. Низкий индекс цветопередачи ламп является одной из причин снижения продаж, так как осветительные приборы сильно искажают естественные цвета.
Представьте ситуацию, покупатель захотел приобрести туфли приглушенного розового оттенка, выбрал подходящую пару, купил, а дома обнаружил, что обувь слишком яркая и не подходит к одежде. Конечно, это не понравится клиенту и он придет, как минимум, возвращать товар, если и вовсе не откажется от покупок в таком магазине.
Учитывать этот показатель необходимо и при покупке осветительных приборов для художественных галерей, так как передать всю красоту картин и других произведений искусства просто невозможно без хорошего освещения. Увидеть разницу передачи цвета можно на рисунке 1.
Индекс цветопередачи светодиодных светильников
Для создания современных систем освещения чаще всего используются LED светильники. Эти источники света отличают экономичным потреблением электроэнергии, долго служат, не нуждаются в дорогостоящем обслуживании. Кроме того, споты отлично передают натуральные оттенки объектов. В таблице 1 показан CRI разных типов ламп.
|
Характеристика цветопередачи |
Степень цветопередачи |
Коэффициент цветопередачи |
Примеры ламп |
|
Очень хорошая |
Серная лампа, Лампы накаливания, Галогенные лампы, Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (Металогалогенные) |
||
|
Очень хорошая |
Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы |
||
|
Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы |
|||
|
Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы |
|||
|
Посредственная |
Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей |
||
|
Лампы ДНат (натриевые) |
Цветовая температура осветительных приборов не оказывает влияние на коэффициент CRI. Светодиодные лампы с высоким индексом цветопередачи будут передавать цветовую гамму окружающих предметов одинаково хорошо и 2000K, и при 7000K. Но не стоит забывать, что при очень низкой температуре цвета восприятие оттенков может искажаться, что связано с особенностями строения человеческого глаза. При выборе осветительных приборов со светодиодами лучше отдать предпочтение приборам с CRI > 80 единиц. Кроме того, надо учесть, какой вид деятельности будет осуществляться в помещении.Методы измерения индекса цветопередачи
В Российской Федерации измерение индекса цветопередачи светодиодов , а также других приборов освещения проводится в соответствии с ГОСТ Р 8.827-2013 ГСИ. Стандарт базируется на MKO CIE 177:2007.
Документ разрабатывался Международной комиссией по освещению, и базировался на 8 ненасыщенных и 1 насыщенном цветах, после чего был дополнен еще четырьмя насыщенными цветами, что способствовало более точному сравнению (рис. 2).
Но и у доработанной методики были свои недочеты, в ней отсутствовал параметр, который бы учитывал, насколько точно передается цвет в свете различных приборов. Этот параметр важен, так как особенности освещения могут приводить к искажению натуральных оттенков, делая их более приглушенными, при этом коэффициент CRI будет высоким.
Пример изменения яркости цветов в свете разных осветительных приборов.
В своей работе многие производители пользуются международным стандартом TM-30-15. Этот документ не является обязательным к использованию, но часто просто необходим для решения поставленных задач, так как позволяет определить качество передачи цвета различных объектов. Для TM-30-15 была разработана новая шкала эталонных цветов, она приведена на рисунке 4.
Чтобы не допустить ошибки при подборе осветительных приборов, лучше всего доверить решение этого вопроса профессионалам. В нашем интернет-магазине GreenLED представлен широкий ассортимент трековых LED светильников с качественной передачей цвета, которые соответствуют всем утвержденным стандартам МКО. При необходимости, мы подберем споты, которые помогут реализовать даже самый сложный светотехнический проект.
